解除同居关系后小孩的抚养权归最适合抚养孩子长大的一方，，孩子的抚养权可以双方协商，签订抚养权协议书约定孩子抚养权的归属；可以向人民法院起诉，人民法院会根据最有利于未成年子女的原则和双方的具体情况判决。

　　《中华人民共和国民法典》第一千零五十八条，夫妻双方平等享有对未成年子女抚养、教育和保护的权利，共同承担对未成年子女抚养、教育和保护的义务。

　　《中华人民共和国民法典》第一千零七十一条，非婚生子女享有与婚生子女同等的权利，任何组织或者个人不得加以危害和歧视。不直接抚养非婚生子女的生父或者生母，应当负担未成年子女或者不能独立生活的成年子女的抚养费。

收集争取孩子抚养权的证据的方法：

　　1.收集证据证明自己给孩子提供的生活环境更有利于孩子健康成长；

　　2.收集孩子长期跟随自己生活的证据，证明孩子更换抚养权不利于孩子成长；

　　3.收集医院的病例等证据证明自己已做绝育手术或者因其他原因不能生育。